姓名/企业:
内容:
联系方式:
Email:
 
发布者:发布时间:

  古马型真马(Stenonid)是旧大陆最早的真马(Equus),其出现被称作真马事件(EquusDatum)。这一事件被视为第四纪开始的标志,和发生在旧大陆的一系列重大的地质、环境与生态事件相关联。地质历史中最原始的真马肖肖尼马(Equusshoshonensis)发现于北美大陆的上新世地层当中,其后代于距今258万年前的白令陆桥开通事件中入侵旧大陆,开启了第四纪时期真马在世界五个大洲走向繁荣的光辉历史篇章。  2019年,国际刊物《生态学与演化前沿》(FrontiersinEcologyandEvolution)推出《真马及其五大洲近亲演化趋势研究》(ExaminingEvolutionaryTrendsinEquusanditsCloseRelativesfromFiveContinents)专辑,特邀中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员邓涛团队撰写题为《真马事件与中国真马早期适应辐射》(TheEquusDatumandtheEarlyRadiationofEquusinChina)的论文,以孙博阳为第一作者,邓涛为通讯作者,近日已在线发表。  本文首先回顾了中国古马型真马的分类和研究现状。按照最新的观点,中国古马型真马在更新世的早期至中期共计8个种,展现了较高的分异程度。随后本文运用形态测量对比与系统发育分析两种方法对中国真马的系统分类关系进行了分析和讨论。按照目前真马研究的国际主流观点,所有已灭绝和现生真马都是由一种原始的大型单蹄马恐马(Dinohippus)演化而来。而通过本文对处于不同演化阶段的三种亲缘关系较近的马科动物上新马(Pliohippus)、恐马和真马的重要头面部特征的测量数据对比,已灭绝的古马型真马的头面部结构比例与上新马相近,而与恐马差异明显。而恐马的相应比例与现生马类(斑马、野马、野驴等)更为接近。另一方面,系统发育分析结果却支持另一种假说,即古马型真马和现生真马处于同一个支系,与恐马形成姐妹群,即相比恐马而言古马型真马与现生真马的关系更加接近。而在真马支系当中,德氏马(Equusteilhardi)和云南马(Equusyunnanensis)构成一个支系,所有现生马构成一个支系,这二者构成一个姐妹群,与其他的古马型真马分属于两个分立的支系。德氏马和云南马相对短的面部和肢骨确实与现生真马更为接近。因此古马型真马很可能并非一个单系群。以上不同方法所得出的不同结论表明了真马形态演化的复杂性,这一问题的解决有待于更进一步的研究。  结合生物地层学与磁性地层学的研究,中国的很多早更新世真马动物群化石地点的年代都接近距今258万年前,即第四纪底界的年代。而在这一时期,5种古马型真马几乎同时出现在中国的各个地区,其分异和扩散速率之快可见一斑。晚中新世时期中国最繁盛的马科动物是三趾马(Hipparion),即便在经历了中/上新世交界时期的大规模衰退之后,三趾马仍保持着较高的多样性和数量。直到早更新世冰期过后,中国的三趾马才急剧衰退至仅余两亚属两种。与此同时白令陆桥开通,真马由北美侵入欧亚大陆,瞬间占据了三趾马衰退后留下的生态位。真马相比三趾马,对寒冷草原环境的适应性更强。而更新世早期的草原生产力回升使真马进一步发展繁盛。因此,早更新世真马在中国乃至欧亚大陆的繁荣是地质、环境气候、生物等各方面重大事件综合作用的结果。  该研究由中科院战略性先导科技专项、中科院国际合作局国际伙伴计划、中科院前沿科学重点研究计划项目、科技部基础性工作专项和国家自然科学基金重点项目资助。  论文链接图1中国三趾马与真马系统演化关系图图2真马的北美起源及其旧大陆扩散图3白令陆桥开通(左侧标尺中,0代表现代海平面水平,即海平面比现代水平低40米时,白令陆桥开通)与真马事件

发布者:发布时间:

  半导体光伏结构因其能够有效地将太阳能转化为电能,被认为是实现清洁能源的重要途径。然而早在1961年,美国科学家肖克莱、德国科学家凯赛尔便提出光伏单元的效率由于难以避免的损耗而存在理论极限。其中,由于光子吸收和再辐射导致的自发辐射损耗最为关键,这种损耗正比于自发辐射立体角和太阳光立体角的比值。太阳光的立体角仅为6x10-5球面度,而自发辐射的立体角为4π球面度。这种损耗使得传统光伏单元的开路电压降低300毫伏以上,极大降低了光伏单元的效率。  近年来,新兴的二维层状半导体材料因其可通过厚度变化调控能带结构,同时通过独特的范德瓦耳斯结构实现灵活的异质集成功能设计、构筑高效率的光伏单元,而成为当前的研究热点。其中的关键科学问题是如何有效控制自发辐射损失,从而提高光伏单元的光吸收效率。此外,基于二维材料异质结光伏单元的效率极限及其相比于传统半导体光伏结构是否有优势尚不明确。  针对上述问题,贵州民族大学教授刘江涛和中国科学院微电子研究所研究员吴振华开展了系列理论研究,提出了利用单层二硫化钼构筑准一维光子晶体结构实现光子局域态的方案,并通过转移矩阵方法证明了该结构的光发射和吸收效率较单层二硫化钼提升2~3个量级[ScientificReports,7:16391,(2017)],证明了通过金属微腔可实现二维光伏单元的宽光谱增强吸收[Nanotechnology,29:14401(2018)]。  最近联合研究团队提出了一种将二维材料异质结与契型金属微腔结合的新型光伏单元设计方案(如图所示)。该方案在极大增强二维异质光伏单元光吸收的同时,有效降低自发辐射立体角以及自发辐射立体角和太阳光立体角的比值,从而降低光子吸收和再辐射导致的损耗。理论计算证明,新型光伏单元吸收效率极限大约为传统光伏器件的1.1X倍。在此基础上,团队进一步提出了通过易于集成的普通光聚焦系统进行优化的方案,优化后的吸收效率可达到传统光伏单元在完美聚焦理论假设下的性能水平。由于自发辐射损失随着光伏单元厚度增加而增加,该研究基于二维材料的设计是当前趋于极限厚度的最佳方案。未来,技术成熟后新型二维光伏单元有望取代传统半导体光伏单元,具有广泛应用前景。该项研究工作近期发表于Phys.Rev.Appl.,12:034023,(2019)。新型二维异质结构光伏单元示意图及吸收效率基准参照

发布者:发布时间:

  单细胞测序技术是一种在单细胞水平上对基因组、转录组、表观组等进行高通量测序分析的技术。单细胞测序技术能够在组学水平揭示细胞间的异质性。单细胞水平细胞谱系追踪技术位居2018年Science杂志评选的十大科学突破之首。常规单细胞转录组测序技术丢失了细胞在原组织中至关重要的空间位置信息,而单细胞空间转录组技术在进行单细胞转录组测序的同时保留并记录了细胞的空间位置信息。空间转录组技术能够揭示细胞间的相互作用以及细胞所处的微环境,将成为发育生物学、神经生物学、免疫生物学、肿瘤微环境等领域的研究利器。  11月12日,《核酸研究》(NucleicAcidsResearch)在线发表了中国科学院生物物理研究所高通量测序中心题目为SpatialDB:adatabaseforspatiallyresolvedtranscriptomes的论文,发布第一个单细胞空间转录组数据库及数据在线可视化平台。SpatialDB系统收录了来自5个物种由8种空间转录组技术产生的数据,建立了空间转录组数据分析处理流程,实现了空间转录组数据的在线可视化,同时提供了空间差异表达基因及其功能富集分析的注释。  中科院院士、生物物理所研究员陈润生以及高级工程师陈小伟为论文共同通讯作者。生物物理所高通量测序中心高级工程师范珍为论文第一作者。该研究获得中科院关键技术人才项目、国家自然科学基金和国家重点研发项目的资助。  文章链接 生物物理所开发单细胞空间转录组数据分析可视化平台

发布者:发布时间:

这些被称为噬菌体的病毒可以感染一种使酒精性肝病更加严重的有毒肠道细菌。图片来源:BERNDSCHNABLLAB  对于肝脏被酒精破坏的重度酗酒者来说,一次器官移植通常是唯一现实的选择。但由于供体肝脏储量不足,以及相关规定禁止那些尚未戒除酒瘾的人进行移植,许多人最终只能等待死亡。  在美国,每年有成千上万人死于酒精性肝病,而且有些人病情恶化的速度比其他人快得多。如今,科学家找到了造成这种差异的原因——由一种普通肠道细菌的某些菌株产生的毒素。  研究人员还在老鼠身上测试了一种潜在的疗法,这种疗法基于在下水道里发现的一种能够消灭细菌的病毒。  美国里士满市弗吉尼亚州立联邦大学胃肠病学家、肝病专家JasmohanBajaj提出,为什么一些患有肝病的饮酒者的情况要比其他人糟糕得多?“这一直是个谜题。”  加州大学圣地亚哥分校(UCSD)胃肠病学家BerndSchnabl和他的同事认为,粪便肠球菌提供了一种解释。与不饮酒的人相比,在酒精性肝病患者的粪便样本中,粪便肠球菌的含量是前者的2700倍,尽管细菌的数量与病人最终的结果并没有直接关系。相反,研究人员发现,一种被称为细胞溶酶素的由特定粪便肠球菌菌株产生的细胞破坏毒素,可能是导致一些酒精性肝病患者出现严重症状的原因。  Schnabl及其同事在本周出版的《自然》杂志上报告了这一研究成果。  只有不到5%的健康人携带了能够产生毒素的菌株,但研究人员在他们检测的酒精性肝病住院患者中,发现有30%的人携带了这种菌株。这些酒精性肝病患者在接受治疗后180天内的死亡率要高得多——有89%的细胞溶解素阳性患者死亡,而其他患者的死亡率只有3.8%。  Schnabl说:“细胞溶解素实际上是导致死亡率和肝病严重程度的一个关键因素。”  Schnabl和同事不知道为什么酒精性肝病患者体内会大量繁殖这种菌株。但研究小组通过在一些老鼠身上植入能够产生毒素的粪便肠球菌,以及在另一些老鼠身上植入无毒菌株,然后给这些啮齿动物灌入酒精以损害它们的肝脏,从而最终证实了这些细菌的致命影响。携带有产生毒素的细菌的老鼠比对照组的情况要糟糕得多。  接下来,研究小组找到了一种精确去除有毒粪便肠球菌的方法,并观察了这些啮齿动物的症状是否有所改善。  传统的抗生素具有广泛的杀伤作用,因此研究小组招募了UCSD中研究噬菌体或病毒治疗用途的同事。这些病毒会杀死特定的细菌,几十年来,研究人员(许多在俄罗斯和东欧)一直使用它们治疗痢疾和坏疽等疾病。  在这所大学的污水处理厂——一个为以粪便细菌为食的有机体提供现成“自助餐”的地方,研究小组发现了以能够溶解细胞的粪便肠球菌为目标的噬菌体。当携带了致命细菌的老鼠接受这种噬菌体的治疗后,与对照组的老鼠相比,它们的肝脏损伤更小,炎症更少,肝脏内的细胞溶解素也更少。  Schnabl说:“我们可以减少酒精性肝病的发病率,但不能使患有酒精性肝病的小鼠完全恢复到基线水平。”  Bajaj认为这项对小鼠的研究“做得很精细”,并补充说,尽管噬菌体疗法还远未准备好临床应用,但这项工作将酒精性肝病的研究推向了“一个令人鼓舞的方向”。  UCSD的研究团队目前正致力于建立一个从不同肝病患者体内分离出来的噬菌体库,这些噬菌体能够有效地对抗粪便肠球菌细胞溶解素阳性菌株。研究人员计划评估噬菌体的安全性,然后考虑在病情严重的患者身上进行测试。  波兰科学院噬菌体专家AndrzejGorski对这个计划表示赞同。他说:“现在是进行噬菌体临床试验的好时机。”

发布者:发布时间:

  北京时间15日零时,国际学术期刊《细胞》在线发表中国农科院深圳基因组所程时锋团队有关植物祖先陆地化研究的最新成果:陆地植物的共同祖先,是一个“未上岸先适应”的单细胞。  该团队与来自德国、加拿大、俄罗斯和深圳华大基因的科学家联合,首次报道了陆地植物祖先在5亿年前突破干旱适应成功登陆的分子机制,揭示了它“借用”土壤细菌基因的遗传物质创新以驱动漫长的陆地化进程。这就解开了科学界争议已久的陆地植物共同祖先起源之谜。  “植物陆地化事件是地球表面变绿和多样性爆发的起点。”论文第一作者程时锋表示,“弄清楚发生在6亿到5亿年前的植物祖先陆地化的分子机制,是一件很难却很有趣的事情。”  该研究证明了双星藻纲早期分化出来的一个新发现的基部陆生生活单细胞绿藻,是所有陆地植物最近缘的共同祖先;同时测序和分析了另外一个淡水生活的双星藻纲基因。通过比较进化基因组学研究发现,之前被认为是陆地植物才有的很多转录因子,或与植物激素、抗旱抗逆等相关的基因家族,在该绿藻基因组上都能找到其祖先起源的“根”。  该研究发现绿色植物共同祖先基因组从土壤细菌中“借”来了两个关键基因:GRAS和PYL,这是大自然自发的“遗传工程事件”,也是陆地植物祖先适应陆地环境的关键分子驱动力。此前这两个关键基因一直被认为是陆地植物所特有的。研究团队第一次将其“祖先的根”追溯到了双星藻纲的两个基因组上,并证明其起源于约6亿年前的一次从土壤细菌中来的水平基因转移事件,与植物陆地化上岸前的化石时间相吻合。

发布者:发布时间:

花蚤和花粉标本中科院南京古生物所供图  我们人类的大部分食物来自被子植物(开花植物),而90%以上的被子植物需要昆虫授粉。如此重要的授粉行为是什么时候开始在地球上出现的呢?中国科学院南京地质古生物研究所科研人员在缅甸琥珀中,发现了1亿年前携带大量花粉的花蚤科甲虫,这是迄今最早的被子植物虫媒传粉直接证据。相关研究近日在线发表在《美国科学院院报》上。  被子植物(有花植物)是当今最繁盛的植物类群。化石记录显示被子植物在白垩纪中期突然大量出现。达尔文将这一“反常现象”称为“讨厌之谜”。许多被子植物通过昆虫进行传粉(虫媒传粉),从而促进基因流动,形成高度的多样性。因此,昆虫传粉被认为是白垩纪中期被子植物大爆发的一个关键因素。尽管白垩纪中期昆虫和被子植物的种类已经较为丰富,但此时期被子植物虫媒传粉的直接证据却一直缺失。  中科院南京古生物所科研团队在白垩纪中期(约1亿年前)缅甸琥珀中发现的甲虫定名为缅甸访花花蚤,研究团队利用高分辨率光学显微镜和显微断层扫描技术(显微CT)对花蚤身体形态进行分析,获得了高精度三维图像。琥珀花蚤的身体侧扁,并呈C形弯曲,后足极其发达适于跳跃。该体型非常适合在花冠上移动,从而高效地接触并携带花粉。此外,该花蚤口器的下颚须末节膨大,用于收集和取食花粉颗粒。  研究团队利用激光共聚焦显微镜和高倍光学显微镜的观察,发现花蚤的腹部、鞘翅和身体附近保存了至少62枚花粉颗粒,并确定了这些花粉属于典型的三沟型花粉。三沟型花粉指每个花粉颗粒上具三条辐射排列的沟,这也是真双子叶植物的重要鉴定特征。  综合一系列证据,他们确定这枚琥珀标本展现了白垩纪中期花蚤类甲虫对被子植物的传粉行为,并揭示了早期真双子叶植物的虫媒传粉机制。  在此之前最早的被子植物昆虫传粉的直接证据是来自德国梅塞尔化石坑出土的蜜蜂及花粉化石(约4800万年前)。因此,缅甸琥珀传粉花蚤的研究将此纪录提前了至少5000万年,并提供了白垩纪唯一的,也是最早的被子植物虫媒传粉的直接证据。  (原载于《科技日报》2019-11-1504版)

最新资讯
东北地理所等在森林优势树种高光谱遥感自动分类方面取得进展
遗传发育所等在肿瘤治疗方面取得进展
成都生物所在仙琴蛙时频域信息感知研究中获进展
PAPS项目650MHz超导腔低温恒温器完成出厂验收
地球环境所在我国沿海地区核电站安全运行评估方面取得进展
东北地理所解析高CO2浓度条件下参与大豆光合碳转化和残体降解的细菌群落结构变化特征
“科学”号完成基金委西太航次第一航段科考任务
合肥研究院安徽光机所与浙大光电学院签订战略合作框架协议
第十四届海洋药物学术年会暨2019国际海洋药物论坛召开
大连化物所等开发出离子液体稳定的高效单原子催化剂